1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的：

电弧炉炼钢是现代炼钢的重要组成部分，随着工业发展对钢产品质量要求的提高及社会环保的要求，对电弧炉的控制性能提出了更高的要求。电极升降控制系统是整个电弧炉炼钢过程的核心，其调节任务非常关键，性能优良的电极控制系统能够改善钢水飞溅、短路和断弧现象的发生，并提高生产效率、降低炼钢能耗。

本毕业设计课题的任务是设计一套电弧炉电极升降调节系统。通过设计综合训练学生运用传感器检测技术、PLC控制技术、组态软件技术等方面的专业知识。通过电弧炉炼钢及电极调节过程的调研和学习，使学生将所学专业知识与工业生产实践相结合，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，独立分析和解决问题的能力，使学生受到科学研究和工程设计的基本训练，达到专业培养目标的要求。

2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：

设计内容：

电弧炉电极升降控制系统是一个复杂的工业控制过程，由上位机监控系统、数据采集系统及电动机控制等构成，涉及到电压、电流及电极位置等多个过程信号的检测和电机动作控制，本设计将PLC作为电极升降控制的主控制模块。设计合理的电极升降控制电路，并实现与PLC进行通信，将采集到的电网实时电流和电压信号传送给PLC模拟量接收模块，PLC执行电极控制算法得出的控制信号，向三相变频器发出电极传动机构的动作命令，通过变频器驱动电机，电机通过链条及减速机构带动电极夹持机构上下运动，从而调节出符合炼钢工艺的电弧弧长。

根据总体设计，选择实用可靠的PLC控制器、传感器以及低压电器控制所需要的元器件。以40吨钢电弧炉为背景，设计出的系统应满足实际电弧炉炼钢生产需要，具有可靠性、安全性、实用性。设计内容如下：电弧炉电极控制系统的总体方案设计、硬件设计、软件设计。其中硬件设计部分包括系统工作原理、PLC及传感器等硬件选型、各个部分电路设计。软件设计部分包括组态界面程序、梯形图程序等。设计要求：

（1）通过上位机能实时控制现场设备，实现现场数据管理及供电曲线分析等功能，具有手动和自动控制切换功能；

（2）电极控制系统要有快速反应能力，要求电极响应时间小于0.3秒；

（3）保证电弧电流在额定值的30%~150%范围内平滑整定；

（4）电极三相功率不平衡度5%。

系统控制方案力求结构简单、实用性高，系统性价比要高。毕业设计说明书中应有详细的硬件电路设计及说明，控制算法说明，并编写相应软件。

根据给定的技术数据和毕业设计进度安排，按时完成毕业设计所规定的全部设计内容；毕业设计说明书正文要求15000字以上。正文包括：设计方案论证，设计过程及结果，并附以图表（含硬件电气连接图）；内容要切题，符合专业要求，独立完成；设计方案要有一定的先进性，有创新思想；设计内容的理论阐述详尽，计算正确；参考文献15篇以上，至少要有一篇专业外文文献，并译成中文；设计说明书格式规范符合学校要求，A4标准纸单面打印，左侧装订。

3、主要参考文献：

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[3] 袁平．电弧炉冶炼过程先进控制方法的研究与应用[D]，沈阳：东北大学，2005.

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[6] Madias J. Electric Furnace Steelmaking[J]. Treatise on Process Metallurgy, Volume 3: Industrial Processes, 2013, 3: 271.

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4、毕业设计（论文）的实习（调研）基本要求：

（1）对电弧炉炼钢企业进行实地调研，了解电弧炉炼钢的工艺过程，了解电弧炉控制系统的组成和工作原理；

（2）对电弧炉电极升降控制系统进行调研，了解其组成和工作原理；

（3）对电极控制系统进行调研、查阅资料，完成方案的论证；

（4）查阅电弧炉控制系统的相关资料，比较各种控制方法的优缺点，制定符合电弧炉电极控制特点的控制算法。

5、毕业设计（论文）课题进度计划：

起讫日期

工  作  内  容

2月25日~3月03日

3月04日~3月10日

3月11日~3月17日

3月18日~3月24日

3月25日~3月31日

4月01日~4月07日

4月08日~4月14日

4月15日~4月21日

4月22日~4月28日

4月29日~5月12日

5月13日~5月26日

5月27日~6月02日

6月03日~6月09日

6月10日~6月16日

6月17日~6月21日

查阅有关资料，收集与研究课题有关资料

实习、调研，总体设计方案；开题答辩

总体设计方案最后确定；选择PLC类型、型号

传感器选择与设计

确定输入输出点，选择PLC扩展单元，地址分配

选择输入输出设备

设计PLC外部接线图

各个控制模块的设计

完成硬件电路设计，毕业设计中期检查

控制算法研究及软件总体设计

系统程序编写（PLC程序设计）

组态界面设计

程序调试；整体设计的完善

论文定稿，完成打印、装订

制作幻灯片，准备毕业答辩

教研室审查意见：

教研室主任签字：

2019年 2 月 21 日

院（系）意见：

院(系)负责人签字：

2019 年 2 月 23 日